位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
直激式压电风能捕获器的性能分析与实验
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN384[电子电信—物理电子学] TK83[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
  • 作者机构:浙江师范大学精密机械研究所,浙江金华321004
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.61574128;No.51277166;No.51377147;No.51577173); 国家级大学生创新创业项目(No.201510345033)
中文摘要:

提出一种由压电梁及其端部附加质量构成的直激式压电风能捕获器。在考虑了压电振子静平衡变形的基础上,根据涡激振动理论建立了柔性压电振子的自激振动理论模型并进行了仿真分析,获得了压电梁厚度比、附加质量及风速对其发电性能的影响规律。结果表明,存在最佳的压电梁厚度比使输出电压、电能及功率最大,电压/电能/功率所对应的最佳厚度比分别为0.5/0.65/0.65。其它参数确定时,存在最佳风速/附加质量使输出电压最大,且最佳风速随附加质量增加而降低、最佳质量随风速增加而降低。制作了风能捕获器样机并进行了试验测试,风速为4.8/7.2/10m/s时,对应的最佳附加质量及最大电压分别为15/11/7g和1.9/3.94/6.18V;风速为10m/s时,10g附加质量下的输出电压为0/20g附加质量下的4.1/1.2倍。结果证明根据实际风速范围确定合理的附加质量可提高发电能力。

英文摘要:

A blowing-type PZT wind energy harvester consisting of a piezo-cantilever and a proof mass on its free-end was presented.By considering the static balance deformation of the piezoelectric vibrator,an analysis model of a flexible piezoelectric vibrator was established and simulated on the basis of the theory of vortex-induced vibration.Then,the influences of thickness ratios,wind speeds and proof masses on the electrical energy generation were obtained.The results show that there are individual optimal thickness ratios for the generated voltage,energy and the output power to achieve peaks,and the optimal thickness ratios for the generated voltage/energy/power are 0.5/0.65/0.65,respectively.Under other parameters given,there are optimal wind speeds and optimal proof masses for the voltage to achieve their peaks,and the optimal wind speed(proof mass)decreases with the increasing of proof mass(wind speed).A PZT wind energy harvester was fabricated and tested under different proof masses and wind speeds.The experiment results show that the achieved optimal proof masses and optimal voltages under wind speeds of 4.8/7.2/10 m/s are 15/11/7g and 1.9/3.94/6.18 Vrespectively.In the case of wind speed of 10 m/s,the generated voltages under 10 g proofmass is 4.1/1.2times those under 0/20 g proof mass respectively.It concludes that a reasonable proof mass is helpful for a PZT wind energy harvester to generate more energies.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699